Типы опор ЛЭП: чем отличаются и где применяются

Опора ЛЭП - это не просто «столб под провода», а полноценная несущая конструкция, от которой зависит надёжность и срок службы всей линии. Разберёмся, какие опоры бывают, чем отличаются промежуточные, анкерные, угловые и почему металлические многогранные опоры всё чаще вытесняют железобетонные.

Базовая инженерная классификация опор - по характеру воспринимаемых нагрузок, то есть по тому, как на опору действует натяжение проводов.

Промежуточные опоры. Держат провода на прямых участках трассы. Воспринимают:

• вертикальные нагрузки - вес проводов, изоляторов, гололёда
• горизонтальные - давление ветра

Продольную нагрузку от натяжения проводов практически не воспринимают - за счёт этого могут быть более лёгкой конструкции. В линии их обычно 80–90 % от общего количества всех опор.

Анкерные опоры. Служат для натяжения проводов - на них провода закрепляются в натяжных зажимах. Воспринимают продольные усилия от тяжения проводов в одном или нескольких пролётах. Применяются:

• в начале и конце линии
• перед переходами через дороги, реки, железные дороги
• каждые несколько километров на длинных прямых участках

Фактически вся система ЛЭП рассматривается как цепочка пролётов между анкерными опорами; промежуточные работают «между якорями».

Внутри групп «промежуточные» и «анкерные» выделяют более узкие типы.
Промежуточные прямые. Стоят на прямых участках линии. Держат провода в поддерживающих зажимах и работают в основном на изгиб и поперечный ветер. Это самый массовый тип опор.

Промежуточные угловые. Устанавливаются на поворотах трассы с небольшим углом (обычно до 20–30°). Помимо веса и ветровой нагрузки, воспринимают поперечную составляющую натяжения проводов.

Анкерные прямые. Ставятся на прямых участках для «закрепления» линии и воспринимают продольную силу натяжения проводов с обеих сторон.

Анкерно‑угловые. Применяются на поворотах с большими углами. Должны выдерживать и продольные, и поперечные нагрузки, поэтому имеют усиленную конструкцию - увеличенное сечение стоек, раскосы, иногда оттяжки.

Концевые опоры. Разновидность анкерных. Ставятся в начале и конце линии, а также на подходах к подстанциям. Несут одностороннее натяжение всех проводов.

Специальные опоры. К ним относят:

• переходные - на больших пролётах (через реки, овраги, железнодорожные магистрали)
• ответвительные - в местах отпайки линии к потребителю
• транспозиционные - для перестановки фаз по трассе
• перекрёстные - при пересечении с другими ЛЭП

В типовых обозначениях в проектах и на чертежах часто используют буквы: П - промежуточная, А - анкерная, У - угловая, К - концевая, ПУ/АУ - промежуточно‑угловая / анкерно‑угловая.

По материалу стойки опоры делятся на четыре основных типа.

Деревянные опоры. Используются в основном на линиях до 35 кВ. Плюсы - низкая стоимость, малая масса, простота монтажа. Минусы - ограниченный срок службы, чувствительность к влаге и биоповреждениям, необходимость антисептической пропитки.

Железобетонные опоры. Самый массовый тип для линий 0,4–110 кВ. Они отличаются высокой прочностью и стойкостью к атмосферным воздействиям, не подвержены коррозии. Минусы - большая масса, ограничения по высоте, чувствительность к ударным нагрузкам и дефектам бетона.

Металлические решётчатые опоры. Классические «ферменные» вышки для высоких напряжений и больших пролётов. Обеспечивают высокую жёсткость при относительно небольшой массе металла и легко ремонтируются (болтовые соединения), но требуют надёжной антикоррозионной защиты.

Металлические многогранные (трубчатые) опоры. Современный тип опор из стальных листов, собранных в многогранный ствол (обычно 8–16 граней). Обладают компактным сечением, высокой жёсткостью, эстетичным видом, удобством транспортировки (секции вкладываются друг в друга) и возможностью горячего цинкования всего корпуса. Применяются для ЛЭП, освещения и связи.

Независимо от типа и материала, в конструкции воздушной опоры обычно присутствуют несколько ключевых элементов.

• Стойка - главный несущий элемент, обеспечивающий требуемые габариты проводов над землёй. Может быть одна (одностоечная), две (портальная) или несколько
• Траверса - поперечный элемент, на котором размещаются изоляторы и провода; задаёт расстояние между фазами
• Раскосы, подкосы, ригели - усиливающие элементы, повышающие жёсткость и устойчивость к ветровым и продольным нагрузкам
• Фундамент / подножник - часть, заглублённая в грунт или устанавливаемая на фундаментной плите, передаёт нагрузки на основание

Форма и количество этих элементов определяют, будет опора лёгкой промежуточной или тяжёлой анкерно‑угловой.

Инженер‑проектировщик учитывает сразу несколько факторов:

• класс напряжения и количество цепей (одноцепная, двухцепная и т. д.)
• рельеф и грунты (болота, склоны, скальные участки)
• климатические нагрузки (ветер, гололёд)
• тип застройки (город / загород / промышленная площадка)
• требуемый ресурс и удобство обслуживания

Примеры:

• В городах чаще выбирают металлические многогранные опоры - из‑за компактности, внешнего вида и возможности совмещать линии ЛЭП с опорами освещения
• На длинных трассах 110–220кВ используют комбинацию решётчатых анкерных опор на переходах и железобетонных промежуточных на прямых участках
• Для линий 0,4–10кВ в сельской местности до сих пор широко применяют деревянные и ЖБ опоры, но при реконструкции всё чаще переходят на стальные с горячим цинкованием

В следующих материалах Базы знаний мы подробно разберём конструкцию и преимущества многогранных металлических опор и покажем, как выбор типа опоры влияет на стоимость и надёжность ЛЭП.